【摘要】：滾動軸承的應(yīng)用極為廣泛,是重要是機械基礎(chǔ)件,滾動軸承的壽命預(yù)測意義重大。滾動軸承的失效方式主要的是滾動軸承接觸疲勞失效,而微觀材料失效被認(rèn)為是滾動軸承接觸疲勞失效主要原因之一,因此,建立滾動軸承的微觀精確模型十分重要。在微觀層面,滾動軸承材料是多晶體,其晶粒具有不同的形狀和大小,而傳統(tǒng)的有限元軟件的單元無法模擬這一特性,因此,本文提出了一種基于Voronoi方法的有限元分析方法進(jìn)行滾動軸承疲勞壽命預(yù)測。論文主要研究了以下內(nèi)容:1、采用MATLAB與ANSYS混合的方法,在ANSYS平臺上建立了基于Voronoi方法的滾動軸承精確模型。該模型使用Voronoi多邊形代表滾動軸承材料的晶粒,成功將微觀結(jié)構(gòu)引入到有限元模型中。2、建立20個微觀結(jié)構(gòu)不相同的滾動軸承Voronoi有限元模型,對模型施加赫茲接觸應(yīng)力,仿真得到滾動軸承的受力情況,并對仿真結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,得到如下結(jié)論:接觸疲勞壽命符合威布爾分布;材料性能的不均勻性會導(dǎo)致滾動軸承疲勞壽命分散度增大;材料初始缺陷會導(dǎo)致滾動軸承疲勞壽命減小,并且壽命分散度增大。3、基于損傷力學(xué)理論,建立了滾動軸承的損傷力學(xué)本構(gòu)關(guān)系并在ANSYS軟件上建立了基于Voronoi方法的滾動軸承損傷力學(xué)模型。對模型施加赫茲接觸應(yīng)力,預(yù)測滾動軸承接觸疲勞壽命,將結(jié)果與Gazizulin等人的研究成果和L-P理論得到的結(jié)果相對比,得到該方法適用于進(jìn)行滾動軸承疲勞壽命分析。
[Abstract]:Rolling bearing is widely used and is an important part of mechanical foundation. It is of great significance to predict the life of rolling bearing. The failure mode of rolling bearing is mainly the contact fatigue failure of rolling bearing, and the failure of micro material is considered to be one of the main causes of contact fatigue failure of rolling bearing. Therefore, it is very important to establish the micro accurate model of rolling bearing. At the micro level, the rolling bearing material is polycrystalline, its grain has different shape and size, but the element of traditional finite element software can not simulate this characteristic, so, In this paper, a finite element analysis method based on Voronoi method is proposed to predict the fatigue life of rolling bearing. The main contents of this paper are as follows: 1. The accurate model of rolling bearing based on Voronoi method is established on the ANSYS platform by using the method of mixing MATLAB and ANSYS. In this model, Voronoi polygon is used to represent the grain of rolling bearing material, and the microstructure is successfully introduced into finite element model. Twenty Voronoi finite element models with different microstructure are established, and Hertz contact stress is applied to the model. The stress of rolling bearing is obtained by simulation, and the simulation results are processed as follows: the contact fatigue life accords with Weibull distribution; The inhomogeneity of material properties will lead to the increase of fatigue life dispersion of rolling bearings. The initial defect of the material will reduce the fatigue life of rolling bearing and increase the life dispersion. 3. Based on the theory of damage mechanics, The damage mechanics constitutive relation of rolling bearing is established and the damage mechanics model of rolling bearing based on Voronoi method is established on ANSYS software. The contact fatigue life of rolling bearings is predicted by applying Hertz contact stress to the model. The results are compared with those obtained by Gazizulin et al and L-P theory. The method is suitable for the fatigue life analysis of rolling bearings.
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TH133.33

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 申中杰;陳雪峰;何正嘉;孫闖;張小麗;劉治汶;;基于相對特征和多變量支持向量機的滾動軸承剩余壽命預(yù)測[J];機械工程學(xué)報;2013年02期

2 趙聯(lián)春;王東;晏麗明;;滾動軸承額定壽命計算中黏度比κ的分析及計算[J];軸承;2010年03期

3 奚立峰;黃潤青;李興林;劉中鴻;李杰;;基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的球軸承剩余壽命預(yù)測[J];機械工程學(xué)報;2007年10期

4 劉金義,劉爽;Voronoi圖應(yīng)用綜述[J];工程圖學(xué)學(xué)報;2004年02期

5 楊海生,鄧四二,夏新濤,鄭學(xué)普,梁波;SKF滾動軸承仿真技術(shù)進(jìn)展[J];軸承;2004年04期

6 袁和會,魏玉瑋,劉志英;滾動軸承工作表面失效分析[J];寧夏工程技術(shù);2003年02期

7 黃乾貴 ,鄧四二 ,騰弘飛;滾動軸承系統(tǒng)仿真技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展[J];軸承;2002年04期

8 王丹,汪先明,皮亞南;在復(fù)雜工況下滾動軸承額定壽命的計算[J];華東交通大學(xué)學(xué)報;2002年01期

9 章春亮;有限元分析中的單元劃分質(zhì)量與計算精度[J];輕工機械;2002年01期

10 劉春浩,趙俊宏,李建東,許正根;NSK滾動軸承研究和發(fā)展的最新趨勢[J];軸承;1999年10期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 司良英;FCC金屬冷加工織構(gòu)演變的晶體塑性有限元模擬[D];東北大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前7條

1 于海濱;陶瓷刀具材料三維微觀裂紋擴展行為模擬研究[D];山東大學(xué);2013年

2 冷鋼;復(fù)合工況下高速滾動軸承的壽命和可靠性預(yù)測[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2012年

3 董雪;障礙Voronoi圖性質(zhì)及其應(yīng)用研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2011年

4 黃曉華;純鈦塑性變形行為的晶體塑性有限元模擬[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

5 周志鋼;接觸問題相關(guān)分析與鋼骨膜結(jié)構(gòu)的工程設(shè)計[D];浙江大學(xué);2007年

6 宗大偉;Voronoi圖及其應(yīng)用研究[D];南京航空航天大學(xué);2006年

7 范智剛;復(fù)合材料高精度介電模型設(shè)計與研究[D];天津大學(xué);2004年

，

本文編號：2345653